【摘要】：本文以內(nèi)蒙古風(fēng)積沙和天然浮石為主要原材料,研制風(fēng)積沙普通混凝土和風(fēng)積沙浮石混凝土,綜合考慮風(fēng)沙吹蝕、凍融循環(huán)、氯鹽腐蝕等多因素耦合影響,從宏觀劣化規(guī)律、表面三維形貌、內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)物相組成及孔隙結(jié)構(gòu)演變等方面,探討寒冷鹽漬地區(qū)風(fēng)沙環(huán)境下風(fēng)積沙混凝土耐久性損傷劣化機(jī)理,對(duì)特殊環(huán)境下服役的混凝土耐久性設(shè)計(jì)具有重要理論基礎(chǔ)與應(yīng)用價(jià)值。本文主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:1、通過自制混凝土風(fēng)沙吹蝕試驗(yàn)裝置,模擬2種風(fēng)積沙混凝土在風(fēng)沙吹蝕作用下的破壞過程。選取風(fēng)速、挾沙量和攻角3因素進(jìn)行風(fēng)力參數(shù)正交試驗(yàn),攻角的顯著性和方差貢獻(xiàn)率最大,90°時(shí)風(fēng)沙以垂直撞擊為主,產(chǎn)生損傷較大的“吹蝕坑”破壞,15°時(shí)風(fēng)沙以水平削切為主,產(chǎn)生損傷較小的“吹蝕溝”破壞;風(fēng)沙吹蝕破壞過程劃分為加速發(fā)育、衰減和穩(wěn)定3階段,其中加速發(fā)育階段對(duì)混凝土表面損傷破壞較大;沙粒粒徑越大,撞擊混凝土表面所攜帶能量越大,從而產(chǎn)生損傷破壞越大。2、風(fēng)沙吹蝕對(duì)2種風(fēng)積沙混凝土凍融循環(huán)可產(chǎn)生“催化”效應(yīng),加速凍融作用下混凝土內(nèi)部微裂紋生成和發(fā)育,風(fēng)沙吹蝕與凍融耦合下混凝土損傷較單純凍融循環(huán)大;風(fēng)積沙浮石混凝土抗凍性優(yōu)于風(fēng)積沙普通混凝土,是由于風(fēng)積沙浮石混凝土內(nèi)部的浮石骨料在凍融過程中孔隙難以完全充盈賦水,浮石豐富的孔隙結(jié)構(gòu)能夠滿足水冰相變產(chǎn)生的自由膨脹,在凍結(jié)過程中可為未凍水遷移“卸壓”,從而具有良好抗凍性。3、長期自然浸泡作用下2種風(fēng)積沙混凝土宏觀性能相對(duì)穩(wěn)定,隨浸泡時(shí)間的增加,氯離子侵蝕深度隨之遞增,風(fēng)積沙浮石混凝土內(nèi)部豐富孔隙結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其氯離子最大侵蝕深度大于風(fēng)積沙普通混凝土;長期自然浸泡后2種風(fēng)積沙混凝土總孔隙度增大,其中0.1μm孔隙比例減少,0.1~10μm孔隙波動(dòng)性變化,10μm孔隙比例增多。4、氯鹽干濕循環(huán)后2種風(fēng)積沙混凝土內(nèi)部均生成代表性Friedel鹽;混凝土在風(fēng)沙吹蝕與氯鹽干濕循環(huán)耦合作用下,風(fēng)沙吹蝕損傷約占7.5%~8.8%,氯鹽干濕循環(huán)損傷約占91.2%~92.5%,風(fēng)沙吹蝕對(duì)混凝土表面造成“吹蝕坑”為鹽分進(jìn)入混凝土內(nèi)部提供“通道”,風(fēng)沙吹蝕作用可增大風(fēng)積沙混凝土氯離子侵蝕深度、加劇鹽蝕損傷。5、凍融-氯鹽干濕-風(fēng)沙吹蝕多因素耦合作用下2種風(fēng)積沙混凝土損傷破壞程度均大于凍融-氯鹽干濕雙因素耦合作用;風(fēng)沙吹蝕破壞混凝土表面保護(hù)層,加速混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到凍融水冰相變、氯鹽化學(xué)腐蝕、結(jié)晶壓腐蝕等損傷的影響。6、基于灰色系統(tǒng)理論對(duì)混凝土孔隙分布與損傷度進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,孔隙分布對(duì)損傷度的影響次序從大到小:風(fēng)積沙普通混凝土0.01~0.1μm0.1~1μm1~10μm大于10μm小于0.01μm;風(fēng)積沙浮石混凝土小于0.1μm0.1~1μm1~10μm大于10μm。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳俊臣;申向東;董偉;郝

本文編號(hào)：2806575